인간의 뇌는 겉에서 보기에 두뇌의 가장 독특한 특징으로 주름을 들 수 있다. 이 주름은 오렌지껍질 두께로 대뇌의 피질 부분을 이루고 있다. 피질을 쭉 펼치면 피질의 넓이는 한 페이지의 신문지 크기 정도이며, 이러한 피질의 신경세포는 거의 백만 마일에 이르는 신경섬유로 연결되어 있다. 각 반구에는 후두엽, 측두엽, 두정엽, 전두엽과 같은 4개의 엽이 있다. 이러한 4엽은 각기 다른 기능을 하지만, 서로 중복되는 면도 있다. 이들 4엽에 있는 많은 주름은 동시에 성숙하지 않아서 각 엽에 따른 고조기가 있기 때문에, 각 엽이 발달하는 시기에 적절하게 학습경험을 제공하는 것이 효과적이다.

이들 4엽의 주요 역할을 다음과 같다.

후두엽_ 뇌 뒷 부분의 중심부 아래에 있으며, 시각 자극을 처리하기 위한 두뇌센터이다. 자극이 시각피질에 이르면 먼저 일차적인 시각영역에서 처리되고, 입력된 정보가 이들 부위에 모아지면, 2차적인 시각영역 또는 시각연합영역으로 가서, 그 정보를 전해본 적이 있는 정보와 비교하여 우리가 오렌지를 보고 있는지, 나무를 보고 있는지 알게 해준다.

시각적으로 주의집중하는 것은 여러 두뇌체계의 협응된 기능이다. 먼저 시각영역은 실제 사물을 지각한 후에, 사전에 어떤 시각정보가 저장되어 있는지를 판단하기 위해 다른 두뇌체계와 교류한다. 그런 과정에서 시각자극이 이전에 저장된 정보와 조화되면 그런 자극은 비로소 의미를 갖게 된다. 그래서 ‘파란색 도형을 봐라’는 교사의 지시를 받았을 때 여러 도형 중 파란색 도형에 우선적으로 주의를 기울이게 된다. 이러한 사실을 고려할 때 수업 전에 학습목표를 확인하는 것은 아주 중요하다. 그런 과정을 통해 교사는 학생들의 두뇌가 중요한 정보에 주의집중할 가능성을 증가시키고 중요한 특징이나 아이디어를 예측할 기회를 제공해 줄 수 있다.

측두엽_ 귀 바로 윗부분의 양쪽에는 후두엽에서 전두엽 아래로 구부러져 있는 두 개의 엽이 있다. 이 부위가 바로 측두엽으로, 그 주요 기능은 청각처리와 언어처리이다. 측두엽의 일차적인 청각영역이 자극을 받을 때, 소리를 감각하게 된다. 게다가 청각연합영역은 일차적인 청각영역 및 다른 뇌부위들과 연결되어 있어서, 청각정보에 대한 지각을 도와주어 우리가 무엇을 듣고 있는지를 알게 해준다.

이렇게 중요한 두 부위의 뉴런집단은 소리의 크기, 음도 또는 음색을 등록하는 것과 같은 특수한 일을 한다. 좌측 후두엽, 두정엽 및 측두엽의 연결부위에 베르니케라는 세포집단이 있다. 좌반구에 있는 베르니케 영역은 언어를 이해하고 해석하는 일에 관여하며, 말을 할 때 단어를 정확한 구문으로 종합해 준다. 이런 기능을 주로 하는 베르니케와는 달리, 브로커 영역은 주로 말하기를 담당한다.

두정엽_ 뇌의 맨 위에서 뒷부분에 걸쳐 있고, 고차적인 감각 처리와 언어 처리를 담당한다. 이 부위는 두 개의 하위부위인 전후부위가 있으며, 이들 부위는 각기 다른 역할을 하면서도 상보적인 역할을 한다. 두정엽의 앞부분 즉 동작피질의 바로 뒷부분에는 체감각피질이라는 세포들의 띠가 있다. 우리가 언제, 어떻게 움직여야 할지에 대해 신체에 있는 근육에 정보를 보내야 할 때처럼, 우리는 우리 환경의 촉각과 온도에 대한 정보, 피부에서 오는 통각과 압각 및 사지의 위치에 대한 정보도 받을 수 있어야 한다.

이런 일들은 체감각피질 즉, 감각자극의 수용을 담당하는 부위에 의해 이루어진다. 두정엽 부위가 손상되면, 촉각과 통각을 인식할 수도 없고 공간상에서 자신의 위치도 알 수 없다. 두정엽 뒷부분은 공간인식에 대한 감각을 제공해주기 위해 이런 모든 정보들을 끊임없이 분석하고 해석한다. 두정엽의 마지막 역할은 주의를 집중하거나 공간적인 주의를 유지하는 것이다. 개인이 특정 자극에 주의집중할 때나 주의를 바꾸어야 할 때 두정엽이 활성화된다.

전두엽_ 전두엽은 피질의 가장 넒은 부위로, 가장 복잡한 기능을 수행한다. 뇌의 앞부분에서 정수리에 이르는 전두엽은 과거에 비해 급속도로 확대되었고, 우리를 인류의 조상들과 가장 분명하게 구분해주는 부위이다. 신체부위를 마음대로 움직이고 과거에 대해 사고하고 미래를 계획하고 주의를 집중하고 반성하고 결정하고 문제를 해결하고 대화에 참여하는 것은 우리 뇌에 이 부위가 있기 때문이다. 전두엽은 감각동작 처리와 인지로 나뉘어 진다. 동작피질의 앞부분은 보완적인 동작피질로, 이 부위에는 브로카 영역이라는 아주 중요한 뉴런집단이 있어서, 이 부위 덕분에 우리는 말을 할 수 있다. 일단 말을 하려면, 먼저 베르니케 영역에서 말의 형태와 적절한 단어를 배열한 후에 브로카 영역에 보내어 적절한 소리로 전환되어야 한다.

그리고 그 후에 이들 정보가 동작피질로 보내져서 우리가 말을 하게 된다. 전두엽의 가장 넓은 부위는 전전두피질로, 이 부위는 인간을 다른 동물과 가장 분명하게 구분해주는 뇌부위이다. 이러한 전전두피질은 연합피질이라고도 불리우며, 내외의 감각계에서 오는 정보가 종합되고 가장 고차적인 정신활동이 일어나는 부위이다. 인간은 더 멋진 미래를 꿈꾸고, 계획하고, 사랑하고, 미워하며 정서적 고통을 겪게 되는데, 그것은 의식 즉, 우리가 사고하고 느끼며 행동하고 있음을 인식하게 해주는 이런 부위가 있기 때문이다. 최근 연구결과에서는 전전두피질 부위가 정서조절에 중요함을 시사하고 있다.

글. 뇌편집부